高中物理力学实验计算题

在倾角为30°的斜面上，固定一挡板，在挡板和斜面之间放置同一重为G=20N密度均匀的光滑圆球，如图甲和乙所示两种情况．甲图中的挡板保持竖直，乙图中的档板保持与斜面垂直，圆球处于静止状态，试分别求出两种情况下斜面对球作用力的大小．

如图所示为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系图象，试由图线确定：

（1）弹簧的原长；
（2）弹簧的劲度系数；
（3）弹簧长为0.20m时弹力的大小．

一辆质量为2吨的汽车由静止开始沿一倾角为30⁰的足够长斜坡向上运动，汽车发动机的功率保持48kW不变，行驶120m后达到最大速度。已知汽车受到地面的摩擦阻力为2000N。（g=10m/s²）求：
（1）汽车可以达到的最大速度
（2）汽车达到最大速度所用的时间（结束保留一位小数）

在倾角为α的斜面上，一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端，另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体，并用与斜面夹角为β的力F拉住，使整个装置处于静止状态，如图所示．不计一切摩擦，圆柱体质量为m，求拉力F的大小和斜面对圆柱体的弹力F _N 的大小．

某同学分析过程如下：
将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解．
沿斜面方向：Fcos β＝mgsin α  ①
沿垂直于斜面方向：Fsin β＋F _N ＝mgcos α ②
问：你同意上述分析过程吗？若同意，按照这种分析方法求出F及F _N 的大小；若不同意，指明错误之处并求出你认为正确的结果．

如图所示，光滑金属球的重力G＝50 N．它的左侧紧靠竖直的 墙壁，右侧置于倾角θ＝37°的斜面体上．已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，（sin 37°＝3/5，cos 37°＝4/5）求：

（1）墙壁对金属球的弹力大小；
（2）斜面对金属球的支持力大小．
（3）水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向

如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到高处A。求男演员落地点C与O点的水平距离。已知男演员质量和女演员质量之比，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C点比O点低。

某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该弹簧的自然长度为    cm；该弹簧的劲度系数为    N/m．

如图所示，在竖直平面内，由倾斜轨道AB、水平轨道BC和半圆形轨道CD连接而成的光滑轨道，AB与BC的连接处是半径很小的圆弧，BC与CD相切，圆形轨道CD的半径为R。质量为m的小物块从倾斜轨道上距水平面高为h=3R处由静止开始下滑。求：

（1）小物块通过B点时速度v_B的大小；
（2）试通过计算说明，小物块能否通过圆形轨道的最高点D。

一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，不计重力．求：
（1）粒子做圆周运动的半径R
（2）匀强磁场的磁感应强度B．

一根轻弹簧，其弹力F的大小与长度x的关系如图的线段a和b所示。求

（1）弹簧原长为多少？
（2）弹簧的劲度系数为多大？
（3）弹簧长度为6cm时，弹力大小为多少？

如图甲所示，是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图。打夯前先将桩料扶正立于地基之上。已知夯锤的质量为M=450kg，桩料的质量为m=50kg。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶h₀=5m处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上并不弹起，而是随桩料一起向下运动。

【两者碰撞时间极短，碰撞前后速度关系满足Mv­₀=(M+m）v】。桩料进入泥土后所受阻力，随打入深度h的变化关系如图乙所示，直线斜率k=5.05×10⁴N／m。每次电动机需用20s的时间提升夯锤。提升夯锤时忽略加速和减速的过程，不计夯锤提升时的动能。g=10m／s²，求

（1）若卷扬机的工作效率为=80％，则在每次提升夯锤的过程中，卷扬机的输入功率。(结果保留2位有效数字）
（2）打完第一夯后，桩料进入泥土的深度。(假设打第一夯前，桩料未进入泥土）

如图所示，不计滑轮的摩擦，将弹簧C的右端由a点水平拉到b点时，弹簧B刚好没有形变。求A.b两点间的距离。已知弹簧B.C的劲度系数分别为，钩码的质量为m，弹簧C的右端在a点时刚好没有形变。

如图所示，轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定，杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角．若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力)，某人用它匀速地提起重物．已知重物的质量m＝30 kg，人的质量M＝50 kg，取g＝10m/s².试求：

(1)此时地面对人的支持力．
(2)轻杆BC和绳AB所受的力．

如图所示，在水平面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m _A 和m _B  ，弹簧的劲度系数为k，系统处于静止状态。现开始用一个恒力F沿竖直方向拉物块A使之向上运动，求：

（1）系统处于静止状态时弹簧的压缩量；
（2）物块B刚要离开地面时弹簧的伸长量；
（3）从开始到物块B刚要离开地面时，物块A的位移d .

质量为m的汽车沿平直公路行驶，发动机的额定功率为P₀．当它的加速度为a时，速度为v，此时发动机的实际功率为P₁．假设运动中所受阻力恒定，则它在平直公路匀速行驶的最大速度是多少？（实际功率不超过额定功率）